实验室概述

项目名称

项目名称：物联网实训室建设

建设目标

物联网综合应用实训室建设，涵盖智慧农业、智慧安防教学、实训、应用及展示等建设方向，旨在建设支撑物联网专业专业学生实验、专业技能实训、创新能力培养的系统。

系统包括软件、硬件、课程、资源和服务，支撑专业课程实训环节的教学，涵盖物联网感知层、网络层、应用层三个层次的知识体系，切合物联网专业人才培养要求，适应物联网技术发展趋势，符合物联网行业人才岗位技能要求。

人才培养目标

实训室建设，着力培养适应智慧农业、智慧安防、物联网产业及信息化建设需要，知识结构合理，具备通信技术、网络技术、传感技术等信息领域的专业知识，并具备较强的创新意识和扎实的工程实践能力，具备关键技术层面和系统应用层面的规划与开发、应用与管理能力的高素质应用型专门人才。

建设方案

实训室简介

实训室是实训为核心，包括教学实训、综合应用实训。实训室除了具备满足实训的设备外，同时提供丰富的配套课程、实验以及实训课程材料。

实训室部署规划

实训室部署实际分为教学实训部署和综合应用实训部署两部分，其中教学实训部分以满足学生课堂实训为主，综合应用实训部分部署在大棚、楼宇或其他环境，用于满足应用实训需求。

教学实训部署为智慧农业实训实验箱、智慧安防实训实验箱。部署位置如图所示。

设备简介

智慧农业实训实验箱

智能农业实验箱外观图

智慧农业实验箱外观图如图所示。其功能特点是提供了农业环境中包括光照、气压、PM2.5、CO2、土壤温湿度和空气温湿度的数据采集，通过ZigBee无线组网技术将采集到的多种数据传输到单片机STM32，最后通过网口将所有的数据传输到上位机。用户通过上位机界面实现与硬件系统的交互，如可以根据实际情况选择不同的组合方式来控制风扇、滴灌和补光联动装置的状态，实验箱提供两种控制方式，自动控制和手动控制。另外，实验箱有多种数据显示的方式，ZigBee终端通过OLED显示各个采集终端的数据，单片机STM32通过串口屏显示所有的采集数据和联动装置的状态，同时，在上位机端，除了常规的数字数据显示外，还提供曲线图显示数据，清晰直观。另外，实验箱还提供LoRa点对点通信的相关课程。

智慧安防实训实验箱

智能安防实训实验箱采用意法半导体ST的核心MCU STM32F，包含RFID、、ZigBee、BlueTooth、WiFi、LoRa等各种通信方式。平台接口模块丰富，配合丰富的网络节点、以及多种应用传感器、执行单元接入特别适合高校开展与物联网相关的实验课程，培养学生基于物联网应用的开发能力。实验系统的设计紧贴现今的物联网行业实际应用，使学生通过该实验的系统学习，能够快速的熟悉和掌握物联网应用系统的开发。

智能安防实训实验箱（一体化IOT-IS-001）

LoRa农业监测系统

LoRa智慧农业实训系统，提供包括气象、土壤和水质三方面的完备的自然环境数据采集功能，配备LoRa通信技术完成数据的无线传输，通过云平台统一管理，为满足不同地区不同应用的用户功能需求，基于物联网技术的智慧农业实地部署方案提供多种不同的数据采集模块和无线组网技术的搭配方式，用户可以根据需求选择最为经济、合理的实地部署方案，系统基于开放的传输协议，传感器节点可以自由接入，并依托已有网络进行数据传输。

LoRa智慧农业监测系统，主要包括环境监测、气象土壤检测和图像监测，同时系统还保留了可定制和可扩展性能，在更高要求的实训中，可定制开发或自研扩展系统。例如，为系统添加诸如控制滴灌、控温等更多执行单元，为系统添加更多传感器。

视频安防实训系统

视频安防实训系统由前端数据采集+数据传输+后端数据处理组成，一个典型的系统架构如图1所示，全景融合服务器、视频智能分析服务器、存储转发服务器、视频智能分析客户端以及所有的摄像头，全部位于同一个局域网内。存储转发服务器负责发现局域网内的摄像头，并将摄像头的数据进行实时转发和存储。全景融合服务器通过拿到存储转发服务器所转发的视频进行实时全景无缝拼接，使得所有摄像头的监控画面呈现在一幅大图中。视频智能分析服务器对转发或摄像头直连视频进行各种智能分析，并将结果推送给客户端，客户端将视频智能分析结果以友好的人机界面显示给用户，并提供完善的配套功能。拼接屏大屏幕用于显示客户端软件、监控界面、全景融合画面等。

视频安防实训系统架构

视频安防实训系统包含图2所示的几个模块：平台前端显示操作模块、海量数据智能存储模块、智能分析模块、摄像头采集实时视频模块以及平台管理模块。各个模块之间通过交互传递数据完成系统功能，每一个模块都拥有多个功能，例如在平台管理模块，包含针对安防的权限管理，在线服务配置以及对平台的资源监控。